專利名稱：一種車輛事故自動監(jiān)測、報警及救援呼叫系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種車輛事故自動監(jiān)測、報警及救援呼叫系統(tǒng) 技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及公路交通安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種車輛事故自動監(jiān)測、報警 及救援呼叫系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]公路上發(fā)生交通事故時，往往形態(tài)較嚴重，當(dāng)事人無法主動完成事故的報警；同時 在雨霧天氣、黑夜、轉(zhuǎn)彎等視距條件不足的情況下，公路上車輛行駛速度快，前方發(fā)生的事 故極易引起后方車輛連環(huán)碰撞，造成更大的人身、財產(chǎn)損失，我國每年都有大量的連環(huán)碰撞 事故發(fā)生。此外，在受傷形態(tài)下，事故車輛的駕駛員急需救治，目前主要的手段為撥打110 或122報警電話，無法保證時效性以及精確的事故地點告知，從而影響救援。2012年陜西 “8. 26”特大交通事故發(fā)生后較長一段時間內(nèi)無人報警，釀成了 35人死亡的慘劇。[0003]現(xiàn)有車輛事故自動報警系統(tǒng)主要是由國際上一些大型汽車廠商自主開發(fā)的，例如 美國通用的Onstar系統(tǒng)、美國Ford公司的Rescue系統(tǒng)、沃爾沃公司的Oncall系統(tǒng)等,這些 系統(tǒng)只適用于各自開發(fā)的汽車車型上，無法通用。另外，現(xiàn)有技術(shù)中也有各種各樣的車輛事 故監(jiān)測手段，例如利用各種傳感器監(jiān)測車輛的各種運行狀態(tài)參數(shù)，在車載安全氣囊ECU系 統(tǒng)中加入各種監(jiān)測單元，采用預(yù)設(shè)置于路段上的報警采集裝置等方案進行車輛事故監(jiān)測。 但是，這些監(jiān)測手段都不夠完善，只能夠?qū)Σ糠质鹿受囕v進行及時判斷，成本投入高，尤其 是無法對事故車輛行駛路段上其余車輛進行及時的報警，即對周圍車輛(尤其是同向行駛 的后續(xù)車輛)進行的事故報警，存在后續(xù)車輛連環(huán)碰撞發(fā)生的可能性。然而現(xiàn)實中造成更大 經(jīng)濟損失的并非單輛車事故的未報警或不及時的援救，而是單輛車事故對于其余車輛未進 行報警，導(dǎo)致后續(xù)車輛與前車發(fā)生連環(huán)碰撞，從而造成更大的后果。發(fā)明內(nèi)容[0004]為了解決現(xiàn)有車輛事故監(jiān)測系統(tǒng)不具備通用性、監(jiān)測手段不完善、成本投入高及 缺少對事故車輛行駛路段上后續(xù)車輛報警等問題，本實用新型提供了一種車輛事故自動監(jiān) 測、報警及救援呼叫系統(tǒng)，包括事故監(jiān)測單元、控制單元、報警單元、人機交互單元和電源； 所述控制單元分別與所述事故監(jiān)測單元、報警單元和人機交互單元電連接；所述電源與控 制單元電連接。[0005]所述控制單元包括存儲器和單片機；所述存儲器與單片機電連接，所述單片機與 電源電連接。[0006]所述事故監(jiān)測單元包括三軸加速度傳感器、三軸電子陀螺儀、溫度傳感器和GPS 模塊；所述三軸加速度傳感器、三軸電子陀螺儀、溫度傳感器和GPS模塊分別與所述單片機 電連接。[0007]所述報警單元包括無線收發(fā)模塊和GSM模塊；所述無線收發(fā)模塊和GSM模塊分別 與所述單片機電連接。[0008]所述人機交互單元包括語音模塊、液晶顯示屏及按鍵；所述語音模塊、液晶顯示屏、按鍵分別與所述單片機電連接。[0009]本實用新型實現(xiàn)了對公路交通事故的監(jiān)測和報警，從而最大限度地避免了高速公 路上事故尤其是連環(huán)碰撞等惡性事故的發(fā)生，減少了人身財產(chǎn)損失；GPS定位技術(shù)的引入， 解決了公路交通事故救援難以定位的問題。


[0010]圖1是本實用新型實施例車輛事故自動監(jiān)測、報警及救援呼叫系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示 意圖。
具體實施方式
[0011]
以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型技術(shù)方案作進一步描述。[0012]參見圖1，本實用新型實施例提供了一種車輛事故自動監(jiān)測、報警及救援呼叫系 統(tǒng)，包括事故監(jiān)測單元101、控制單元102、報警單元103、人機交互單元104和電源105 ;控 制單元102分別與事故監(jiān)測單元101、報警單元103和人機交互單元104電連接；電源105 與控制單元102電連接。[0013]其中，控制單元102包括存儲器1021和單片機1022 ;存儲器1021與單片機1022 電連接；事故監(jiān)測單元101包括三軸加速度傳感器1011、三軸電子陀螺儀1012、溫度傳感 器1013和GPS模塊1014，三軸加速度傳感器1011、三軸電子陀螺儀1012、溫度傳感器1013 和GPS模塊1014分別與單片機1022電連接；報警單元103包括無線收發(fā)模塊1031和GSM 模塊1032，無線收發(fā)模塊1031和GSM模塊1032分別與單片機1022電連接；人機交互單元 104包括語音模塊1041、液晶顯示屏1042及按鍵1043，語音模塊1041、液晶顯示屏1042、按 鍵1043分別與單片機1022電連接，且由單片機1022通過指令進行控制；電源105與單片 機1022電連接，用于對控制單元102進行供電，電源105可以為可充式鋰電池或車載電源。[0014]在具體實踐中，本實施例的存儲器1021可以選用美國Atmel公司的AT24C02存儲 器芯片，單片機1022可以選用AVR單片機，AVR單片機開發(fā)板上自帶按鍵1043 ;三軸加速度 傳感器1011可以選用ST意法半導(dǎo)體公司的LIS3DH ;三軸電子陀螺儀1012可以選用ST公 司的L3G4200D ;GPS模塊1014可以選用SIRF3 III GPS模塊；無線收發(fā)模塊1031可以選用 Silicon Labs公司的Si4432芯片；GSM模塊1032可以選用華為MG323 ;語音模塊1041可 以選用唯創(chuàng)電子的WT588D ;液晶顯示屏1042可以選用Realplay瑞珀12864LCD液晶屏模 塊。[0015]本實施例中，三軸加速度傳感器1011用于實時監(jiān)測車輛的三維加速度數(shù)據(jù)，三軸 電子陀螺儀1012用于實時監(jiān)測車輛的繞車輛重心旋轉(zhuǎn)的角速度，溫度傳感器1013用于實 時檢測車內(nèi)環(huán)境溫度，GPS模塊1014用于實時獲取車輛的地理位置坐標(biāo)。在實際應(yīng)用中，車 輛行駛的速度可通過GPS地理位置坐標(biāo)與時間計算出，車輛的傾角角度可由角速度信號積 分計算出，然而角速度會發(fā)生累計偏差，造成傾角角度的偏差，并且隨時間線性增加。本實 施例中利用陀螺儀短時測量準確和加速度傳感器計長時穩(wěn)定的特點，用陀螺儀測量短時間 內(nèi)角度變化，用加速度傳感器的數(shù)據(jù)推算傾角，并在一個長時間范圍內(nèi)，使陀螺儀得到的傾 角慢慢匹配加速度傳感器得到的傾角，兩者結(jié)合，得到即能短時穩(wěn)定又能長時穩(wěn)定的傾角。[0016]本實施例中，單片機1022用于對采集和接收的數(shù)據(jù)進行處理，以及輸出各種控制指令；無線收發(fā)模塊1031用于在確認車輛發(fā)生事故后發(fā)送車輛事故信息，以及接收相鄰車 輛發(fā)送的事故信息；GSM模塊1032用于在確認車輛發(fā)生事故后發(fā)送車輛事故信息到遠程服 務(wù)器；語音模塊1041用于當(dāng)車輛的行駛速度超過預(yù)先設(shè)定的最高速度時語音提示駕駛員 減速行駛，以及在自身車輛發(fā)生事故時提示是否取消事故報警，以及在接收到前方行駛車 輛發(fā)生的事故信息時進行報警。[0017]公路交通事故類型多種多樣，從發(fā)生形態(tài)可以大體上分為正面碰撞、尾隨碰撞、側(cè) 面相撞、同向刮擦、翻車、墜車、失火、撞固定物等，每一種事故都會伴隨著加速度、速度、角 速度、傾角、溫度中任意幾種對應(yīng)參數(shù)的明顯變化，只要監(jiān)測出參數(shù)變化的范圍是否在異常 范圍內(nèi)，即可判別出事故。[0018]本實用新型實施例的工作原理是系統(tǒng)啟動后，車輛駕駛員通過按鍵1043輸入車 輛的車型、車牌號、公路等級及天氣類型信息，這些信息通過單片機1022的控制存儲到存 儲器1021中；單片機1022根據(jù)車型、公路等級和天氣類型信息自動設(shè)定且存儲車輛的最 高行駛速度，當(dāng)由GPS數(shù)據(jù)推算出的車輛行駛速度超過最高行駛速度時，單片機1022控制 語音模塊1041語音提示駕駛員減速行駛；單片機1022對事故監(jiān)測單元101采集的數(shù)據(jù)進 行篩選，通過事故檢測算法融合三維加速度、三維角速度、溫度計算出車輛運行姿態(tài)(行駛 速度、三向加速度、三向傾角、旋轉(zhuǎn)角速度)和駕駛室狀態(tài)(駕駛室的環(huán)境溫度)，并在事故瞬 間判斷出事故類型，將車輛地理位置坐標(biāo)、事故信息、車牌號、行駛方向等數(shù)據(jù)分別發(fā)送到 無線收發(fā)模塊1031和GSM模塊1032，以及控制語音模塊1041提示駕駛員是否取消事故警 報，1. 5秒延遲時間內(nèi)如果駕駛員通過按鍵1043手動取消報警，則關(guān)閉語音模塊1041的報 警，繼續(xù)監(jiān)測車輛運行狀態(tài)；如果未手動取消，則系統(tǒng)判定為車輛發(fā)生事故，單片機1022發(fā) 送觸發(fā)指令到無線收發(fā)模塊1031和GSM模塊1032，觸發(fā)兩模塊工作，進行二級報警；GSM模 塊接收到觸發(fā)指令后，將包含有車輛地理位置坐標(biāo)、車牌號、事故信息、行駛方向的數(shù)據(jù)通 過GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至遠程服務(wù)器進行救援呼叫，本實施例將該報警過程稱為一級報警；無線 收發(fā)模塊1031將收到的車輛地理位置坐標(biāo)、事故信息數(shù)據(jù)通過無線廣播方式發(fā)送給周圍 區(qū)域，周圍車輛接收到該數(shù)據(jù)后，由本車上安裝的車輛事故自動監(jiān)測、報警及救援呼叫系統(tǒng) 中的控制單元判斷出事故車輛是否在本車行駛方向的前方，如果事故車輛不在本車行駛方 向的前方(即本車行駛方向與事故車輛行駛方向相反，或者本車位于事故車輛行駛方向的 前方)，則丟棄該數(shù)據(jù)；如果事故車輛在本車行駛方向的前方，則本車控制單元根據(jù)兩車地 理位置坐標(biāo)計算兩車相對距離，并控制語音模塊以語音報警方式提示給駕駛員前方車輛的 事故類型和事故地點與本車的距離，本實施例將該報警過程稱為二級報警，從而避免因視 野受限或避讓不及發(fā)生連環(huán)碰撞。[0019]在實際應(yīng)用中，為了排除爆胎、熄火、刮擦等輕微故障情況，遠程服務(wù)器接收到數(shù) 據(jù)后通過語音方式向用戶發(fā)送一個確認取消請求，如果在預(yù)設(shè)時間內(nèi)遠程服務(wù)器未收到事 故取消指令，則認定駕駛員已喪失操作能力，遠程服務(wù)器將車輛地理位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)提取后 與電子地圖匹配，確定事故位置以及行車方向，并將這些信息傳送到公路管理平臺(110平 臺或者122平臺)，方便其進行快速救援調(diào)度。[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型實施例具備以下優(yōu)點[0021]I)本實用新型實施例實現(xiàn)了對公路交通事故的監(jiān)測和報警，從而最大限度地避免 了高速公路上事故尤其是連環(huán)碰撞等惡性事故的發(fā)生，減少了人身財產(chǎn)損失；GPS定位和地圖匹配技術(shù)的引入，解決了公路交通事故救援難以定位的問題。[0022]2)本實用新型實施例的系統(tǒng)，通過自身傳感器及檢測算法保證檢測準確率，獨立 可靠，安裝使用方便，彌補了現(xiàn)有安全氣囊智能報警系統(tǒng)對于車輛打轉(zhuǎn)、墜車、失火等事故 難以檢測的不足；本實用新型實施例采用了溫度傳感器，可鑒別出失火、爆炸等事故類型， 在進行救援呼叫時，該信息會被傳送至救援中心，能夠及時增派消防車。[0023]3)本實用新型實施例通過GSM模塊引入雙向確認回饋機制，在事故初步判定后尋 求人工操作確認，確保了報警和救援的準確率，避免了車輛本身的震動、主動停車等可能會 引起事故誤判的情形。[0024]4)本實用新型實施例的系統(tǒng)，采用了對駕駛員駕駛干擾較小的語音交互方式，語 音提示簡潔快速，可在最短時間內(nèi)傳達最有效的報警信息。[0025]5)本實用新型實施例采用三軸電子陀螺儀，有助于糾正車輛傾斜帶來的不利影 響，三軸加速度傳感器采集的三維加速度數(shù)據(jù)能夠更準確地判別事故，從而克服了現(xiàn)有專 利技術(shù)通過檢測單向加速度和傾角判別事故不準確的缺陷。[0026]6)本實用新型實施例的系統(tǒng)自啟動時即運行GPS模塊，能夠保證在事故后短時間 內(nèi)鎖定事故地理位置坐標(biāo)，克服了現(xiàn)有技術(shù)事故后觸發(fā)GPS模塊獲取地理位置坐標(biāo)時間較 長，短時間內(nèi)無法確定位置并上傳服務(wù)器的不足。[0027]7)本實用新型實施例的系統(tǒng)，采用獨立封裝結(jié)構(gòu)，能夠屏蔽電磁干擾和應(yīng)對惡劣 工作環(huán)境，在車輛發(fā)生較大損毀的情況下能夠正常工作。[0028]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一 步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本 實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包 含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種車輛事故自動監(jiān)測、報警及救援呼叫系統(tǒng)，其特征在于，包括事故監(jiān)測單元、控制単元、報警單元、人機交互単元和電源；所述控制単元分別與所述事故監(jiān)測單元、報警單元和人機交互単元電連接；所述電源與控制單元電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛事故自動監(jiān)測、報警及救援呼叫系統(tǒng)，其特征在于，所述控制単元包括存儲器和單片機；所述存儲器與單片機電連接，所述單片機與電源電連接。
3.如權(quán)利要求2所述的車輛事故自動監(jiān)測、報警及救援呼叫系統(tǒng)，其特征在于，所述事故監(jiān)測單元包括三軸加速度傳感器、三軸電子陀螺儀、溫度傳感器和GPS模塊；所述三軸加速度傳感器、三軸電子陀螺儀、溫度傳感器和GPS模塊分別與所述單片機電連接。
4.如權(quán)利要求3所述的車輛事故自動監(jiān)測、報警及救援呼叫系統(tǒng)，其特征在于，所述報警單元包括無線收發(fā)模塊和GSM模塊；所述無線收發(fā)模塊和GSM模塊分別與所述單片機電連接。
5.如權(quán)利要求4所述的車輛事故自動監(jiān)測、報警及救援呼叫系統(tǒng)，其特征在于，所述人機交互単元包括語音模塊、液晶顯示屏及按鍵；所述語音模塊、液晶顯示屏、按鍵分別與所述單片機電連接。
專利摘要本實用新型公開了一種車輛事故自動監(jiān)測、報警及救援呼叫系統(tǒng)，屬于公路交通安全技術(shù)領(lǐng)域。所述系統(tǒng)包括事故監(jiān)測單元、控制單元、報警單元、人機交互單元和電源；控制單元分別與事故監(jiān)測單元、報警單元和人機交互單元電連接；電源與控制單元電連接。本實用新型實現(xiàn)了對公路交通事故的監(jiān)測和報警，從而最大限度地避免了高速公路上事故尤其是連環(huán)碰撞等惡性事故的發(fā)生，減少了人身財產(chǎn)損失。
文檔編號G08B25/10GK202871024SQ201220588099
公開日2013年4月10日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者周賽賽 申請人:周賽賽